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焊接接头

焊接接头是指两个或两个以上零件要用焊接组合的接点。或指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头,包括焊缝、熔合区和热影响区。熔焊的焊接接头是的由高温热源进行局部加热而形成。焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区和母材金属所组成。 

接头金属及填充金属熔化后,又以较快的速度冷却凝固后形成。焊缝组织是从液体金属结晶的铸态组织,晶粒粗大,成分偏析,组织不致密。但是,由于焊接熔池小,冷却快,化学成分控制严格,碳、硫、磷都较低,还通过渗合金调整焊缝化学成分,使其含有一定的合金元素,因此,焊缝金属的性能问题不大,可以满足性能要求,特别是强度容易达到。

熔化区和非熔化区之间的过渡部分。熔合区化学成分不均匀,组织粗大,往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。其性能常常是焊接接头中最差的。熔合区和热影响区中的过热区(或淬火区)是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位,

会严重影响焊接接头的质量。

被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域。低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。

(1)过热区 最高加热温度1100℃芝格以上的区域,晶粒粗大,甚至产生过热组织,叫过热区。过热区的塑性和韧性明显下降,是热影响区中机械性能最差的部位。

(2)正火区 最高加热温度从Ac3至1100℃的区域,焊后空冷得到晶粒较细小的正火组织,叫正火区。正火区的机械性能较好。

(3)部分相变区最高加热温度从Ac1至Ac3的区域,只有部分组织发生相变, 叫部分相变区。此区晶粒不均匀,性能也较差。 在安装焊接中,熔焊焊接方法应用较多。焊接接头是高温热源对基体金属进行局部加热同时与熔融的填充金属熔化凝固而形成的不均匀体。根据各部分的组织与性能的不同,焊接接头可分为三部分。如图1所示,

焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头力学性能的综合反映。(实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度,而是陵热寒一个经验数据,表示焊缝质量的可靠程度。)

系数的大小标准

标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式——单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定。

见表1:

表1 焊接接头系数

焊接接头形式

对接接头

100%无损检测

局部无损检测

焊接工艺特点

双面焊相当于双面焊的全焊透接头

1.0

0.85

单面焊(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板)

0.9

0.8

JB/T4730无损检测合格级别

射线检测(AB级:中灵敏度技术)

II级

III级

超声检测(B级检测)

I级

II级

焊接接头的机械性能决定于它的化学成分和组织。因此,影响焊缝化学成分和焊接接头组织的因素,都影响焊接接头的性能。

手工电弧焊的焊条,埋弧自动焊和气体保护焊等用的焊丝,熔化后成为焊缝金属的组成部分,直接影响焊缝金属化学成分。焊剂也会影响焊缝的化学成分。

不同焊接方法的热源,其温度高低和热量集中程度不同。因此,热影响区的大小和焊接接头组织粗细都不相同,接头的性能也就不同。此外,不同焊接方法,机械保护效果也不同。因此,焊缝金属纯净程度,即有害杂质含量不同,焊缝的性能也会不同。

焊接时,为保牛请微证焊接质量而选定的诸物理量(例如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)的总称,叫焊接工艺参数。

焊接接头形式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些其它类型的接头形式,如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。在国家标准GB 985—88中有详细规定。

两焊件相对平行的接头称为对接接头,这种接头从力学角度驼兰全舟看是较理想的接头形式,受力状况较好,应力集中较小,能承受较大的静载荷或动载荷,是焊接结构中采用最多的一种接头形式。

根据焊件厚度、焊接方法和坡口准凳立催院备的不同,对接接头可分为不开坡口对接接头和开坡口对接接头两种。常见的接头形式见图2所示。

一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头,称为T形接头。

T形接头在钢结构件中应用较多,作为一种联系焊缝,它能承受各方向的力和力矩。在选用时尽量避免单面角焊缝,因其根部有较深的缺口,承载能力很低。对于要求较高的焊件可采用K形坡口,根据受力状况决定是否根部焊透,这样比不开坡口而用大焊脚的焊缝经济,而且接头疲劳强度高。



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